沪科版 (2019)必修 第一册3.2 弹力综合训练题

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【精编】3.2弹力-1课堂练习一．填空题1．某同学用如图甲所示的装置测弹簧劲度系数，弹簧A端固定，当B端用细绳绕过光滑的定滑轮悬挂一个钩码时，绳上指针P对应竖直固定刻度尺的刻度如图乙中虚线ab所示，增加一个钩码，P对应刻度如虚线cd所示，已知钩码质量均为50g，刻度尺最小刻度为mm，重力加速度g=9.8m/s2，则弹簧的劲度系数为　    　N/m． 2．图中实验装置A是固定在支架上的激光笔，B．C是平面镜，P是桌面，M是重物，该装置是用来观察桌面的_________，当重物M质量减少时，光点D将向_________（选填“左”或“右”或“不”）移动。
 3．如图所示，斜面体固定在地面上，一质量为m的小球用劲度系数为k的弹簧连接，静止在倾角为的光滑斜面上，则弹簧的伸长量为          。 4．如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系，试由图线确定：（1）弹簧的原长_____cm；（2）弹簧的劲度系数_____N/m；（3）弹簧长为0.20m时弹力的大小_____N；（4）图像中_____（填A或B）是弹簧压缩状态。5．如图所示，物块M左侧与轻弹簧相连，弹簧左端固定在竖直墙上．开始时物块M静止在粗糙水平面上，弹簧处于被拉伸状态．现在对M施加一个从零开始逐渐增大的向右的水平拉力F，直到M开始向右运动为止．在这个过程中，弹簧的弹力大小变化情况是　   　，水平面所受摩擦力大小的变化情况是　                    　．  6．一根劲度为400N/m的轻质弹簧，原长12cm，当受到一个大小为16N的压力作用时，该弹簧将缩短到　   　cm．当弹簧不挂重物时，弹簧的劲度系数是　    　N/m． 7．内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟_________成正比，即F=_________。 8．如图两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧劲度系数分别为k1和k2，整个系统处于平衡状态（弹簧k2与地面不拴接，其它接触处均为栓接），现用拉力F缓慢的向上提木块m1，直到下面的弹簧刚好离开地面，在这个过程中拉力F移动的距离为　      　．  9．一弹簧在弹性限度内.受10N压力时，弹簧长7cm，受20N拉力时，弹簧长10 cm，则弹簧的原长是___m .劲度系数是________ N/ m。10．为一轻质弹簧的弹力F和长度大小的关系图象，弹簧的原长为___________弹簧的劲度系数为___________。11．实验表明，在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的__________成正比,可用公式表为（常数），k称为__________，它的大小仅与弹簧长度．粗细及__________有关.设弹簧原长为，为弹簧在力作用下的长度，称为在力作用的伸长量，若为弹簧在力作用下的长度，则 =__________称为在力作用下的伸长量. 12．如图所示，一根轻弹簧原长l0=l0cm，挂上一个质量m=20g的钩码后，长度变为l1=12cm，重力加速度g取10m/s2，则该弹簧的劲度系数为　   　N/m；若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧长度变为　    　cm．（弹簧均在弹性限度内） 13．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,由改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)图可知该弹簧的自然长度为________cm;该弹簧的劲度系数为________N/m.14．胡克定律（1）弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够___________的形变。（2）弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体___________（填“能”或“不能”）完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。（3）内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟___________成正比，即F=___________（4）劲度系数：式中k叫作弹簧的___________，单位是___________，符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。（5）弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长度变为12 cm，则该弹簧的劲度系数为___________N/m。若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的长度为___________cm（弹簧始终在弹性限度内）。 15．弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长度变为12 cm，则该弹簧的劲度系数为___________N/m。若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的长度为___________cm（弹簧始终在弹性限度内）。 16．(1)由胡克定律可知，劲度系数为k的弹簧，当其形变量是x时(在弹性限度内)，弹簧的弹力大小为______。(2)如图所示，双手用同样大小的力F朝相反的方向拉一根劲度系数为k的轻弹簧的两端，弹簧的伸长量为______。17．劲度系数：式中k叫作弹簧的_________，单位是_________，符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 18．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L．现用该弹簧沿斜面向上拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量为2L，斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力大小为______，方向______。
参考答案与试题解析1．【答案】70．【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系【分析】在实验中，所挂钩码的重力等于弹簧的弹力，P点对应刻度的变化可知弹簧的伸长量．对钩码受力分析，由平衡条件可求得劲度系数；【解答】解：增加一个钩码，弹力增大mg，由图可知，弹簧的长度伸长量为：l=31.8﹣31.1（cm）=0.7cm=0.007m，则由平衡关系可知：mg=kx解得劲度系数为：k===70N/m；故答案为：70．【点评】本题考查探究弹力和弹簧形变量之间的关系，解决本题的关键由平衡条件得所挂钩码的重力等于弹簧的弹力，掌握胡克定律F=kx的应用． 2．【答案】微小形变    左    【解析】[1]重物对桌面产生了压力，故可以产生微小形变；为了放大，我们采用了平面镜光线的反射进行实验；[2]当重物质量减少时，桌面的形变减小，反射角减小，则光点向左移动。3．【答案】【解析】试题分析：对小球受力分析，受重力．拉力．支持力如图根据平衡条件，有x方向： ；根据胡克定律可得： ；在x轴上合外力为零，故弹簧的伸长量。考点：受力分析；正交分解法；胡克定律。【名师点睛】含有弹簧的问题，是高考的热点，要学会分析弹簧的状态，弹簧有三种状态：原长．伸长和压缩，根据胡克定律可求出弹簧伸长量或压缩量。此题是基础题，选择小球为研究对象受力分析，对小球的受力进行正交分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，再根据受力平衡可求出弹簧的弹力大小，结合胡克定律可求出弹簧的伸长量。 4．【答案】    ①. 10    ②. 200    ③. 20    ④. A【解析】【详解】（1）[1] 由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为即弹簧的原长为10cm（2）[2] 由图读出弹力为F1=10N，弹簧的长度为L1=5cm，弹簧压缩的长度胡克定律得弹簧的劲度系数为（3）[3] 根据胡克定律（4）[4] 当弹簧长度小于原长时，处于压缩状态，故图线为A5．【答案】不变，先减小到零后增大【解析】考点： 胡克定律；力的合成与分解的运用．分析： 在M被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，而物体P先开始受到向右的静摩擦力，当拉力渐渐增大时，导致出现向左的静摩擦力，因而根据进行受力分析，即可判断解答： 解：在M被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对M的拉力向左，由于粗糙水平面，因此同时受到水平向右的静摩擦力．当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉M，直到把M拉动前过程中，物体M受到的静摩擦力从向左变为水平向右．所以其大小先减小后增大．故答案为：不变，先减小到零后增大点评： 本题解题的关键是对物体进行正确的受力分析，知道当M没有运动时，弹簧弹力不变，而由于拉力的变化，从而导致静摩擦力的方向变化，难度适中． 6．【答案】8；400【解析】【考点】胡克定律【分析】根据胡克定律F=kx求出弹簧的压缩量，从而求出弹簧的长度．弹簧的劲度系数与是否挂重物无关．【解答】解：12cm=0.12m根据胡克定律F=kx得，弹簧的压缩量x=．弹簧的长度：L=L0﹣x=0.12m﹣0.04m=0.08m=8cm．弹簧的劲度系数与是否挂重物无关，当弹簧不挂重物时，弹簧的劲度系数仍然是400N/m故答案为：8；400【点评】解决本题的关键掌握胡克定律F=kx，x为形变量，不是弹簧的长度． 7．【答案】弹簧伸长（或缩短）的长度x    kx    【解析】略8．【答案】【解析】考点： 胡克定律．分析： 开始时两个弹簧均处于压缩状态，根据胡克定律求解出两个弹簧的压缩量；下面的弹簧刚好离开地面时，下方弹簧恢复原长，上方的弹簧被拉长，根据胡克定律求解出拉伸量；最后结合空间关系得到F移动的距离．解答： 解：对m1与m2整体分析，在初始状态 （m1+m2）g=k2x2故m2上升的距离为：x2=；初始状态的m1，根据胡克定律，有：k1x1=m1g，故x1=末状态时的m2，根据胡克定律，有：k1x1′=m2g；，故x1′=；所以F上升的距离为：h=x1+x1′+x2=故答案为：．点评： 本题关键是根据胡克定律求解出弹簧的压缩量和伸长量，基础题． 9．【答案】0.08    1000    【解析】【来源】浙江省诸暨中学2019-2020学年高一上学期10月段考物理试题 【详解】[1][2]弹簧测力计是使用原理是：弹簧的伸长量和它受到的拉力成正比，所以设弹簧的原长物，则有：联立解得：10．【答案】10cm    200N/m    【解析】[1]由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=10cm，即弹簧的原长为10cm；[2] 由图象可知，弹簧长度15cm时，此时形变量为5cm，受力为10N由胡克定律得：弹簧的劲度系数为11．【答案】形变量    劲度系数    材料        【解析】【详解】[1]由胡克定律可得，在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比；[2][3]为劲度系数，它的大小仅与弹簧长度．粗细及材料有关；[4]形变是，为在力作用下的伸长量。12．【答案】10，20． 【解析】【考点】胡克定律【分析】当弹簧挂上m=20g的钩码时，弹簧的弹力F1=mg，伸长的长度x1=2cm，由胡克定律求弹簧的劲度系数．若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧的弹力F2=5mg，根据胡克定律求出弹簧伸长的长度，再求出弹簧长度．【解答】解：当弹簧挂上m=20g的钩码时，弹簧的弹力 F1=mg=0.02×10=0.2N，弹簧伸长的长度 x1=l1﹣l0=2cm=0.02m根据胡克定律F=kx得 k===10N/m若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧的弹力F2=5mg，根据胡克定律可知此时弹簧伸长的长度 x2=5x1=10cm弹簧长度为 l2=l0+x2=10cm+10cm=20cm故答案为：10，20．【点评】本题考查胡克定律应用的基本能力，要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或压缩的长度，不是弹簧的长度．　 13．【答案】    (1). 10cm     (2). 500N/m【解析】试题分析：当外力F大小为零时，弹簧的长度即为原长，由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长，可知弹簧的原长为：L0=10cm=0.10m；当拉力为10.0N时，弹簧的形变量为：x=30﹣10=20cm=0.2m图线的斜率是其劲度系数，由胡克定律F=kx得：k==N/m=50N/m， 14．【答案】恢复原状    不能    弹簧形变量        劲度系数    牛每米    200    13    【解析】略15．【答案】200    13    【解析】略16．【答案】kx        【解析】【来源】【市级联考】浙江省嘉兴市2018-2019学年高一（上)期末物理试题 【详解】(1)根据胡克定律得：弹簧的弹力大小 F=kx。(2)如图所示，双手用同样大小的力F朝相反的方向拉弹簧的两端时，弹簧的弹力大小为F。由胡克定律得 F=kx′；可得弹簧的伸长量.17．【答案】劲度系数    牛顿每米    【解析】略18．【答案】mg    方向沿斜面向下    【解析】【来源】辽宁省鞍山市2018-2019学年高一（下)期中物理试题 【详解】弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件：  根据胡克定律：   物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，设摩擦力方向向上，如图根据共点力平衡条件，有：  其中：  由以上四式解得：，负号说明方向与假设方向相反，即沿斜面向下。